- Почему в конденсационных котлах КПД выше 100%?
- Нарушая законы физики: котлы с КПД >100%
- Принцип действия конденсационного котла
- Другие преимущества оборудования
- Применение конденсационных котлов
- Может ли быть КПД больше 100%? Конденсационный котёл именно такой!
- Конструкционные особенности
- Принцип действия
- Назначение
- Преимущества
- Действительно ли КПД конденсационных котлов выше 100%?
Почему в конденсационных котлах КПД выше 100%?
Автор вопроса считает этот ответ лучшим
Все дело в эффективности сжигания топлива.
В результате сжигания топлива (газа) в котле образуются продукты сгорания, в которых содержится в том числе и водяной пар, который в традиционном котле выводится в атмосферу, не допуская образования конденсата, губительного для теплообменников из стали, меди и чугуна. То есть содержащаяся в этом паре энергия фактически выбрасывается.
Теплообменники конденсационных котлов изготавливаются из алюминия или нержавейки. Поэтому дымовые газы в таких котлах остужаются до более низких температур, водяной пар конденсируется и отдает энергию, высвобождающуюся при переходе из пара в воду, которая также передается теплоносителю.
Казалось бы, это количество тепла довольно незначительно, но оно выделяется постоянно, и в результате эффективность такой системы увеличивается на 9-11%.
Именно это и позволяет сэкономить на топливе. Поэтому производители конденсационных котлов говорят о том, что КПД их оборудования до 110%.
Но как такое возможно, ведь КПД физически не может быть более 100%, если только перед нами не «вечный двигатель»?
Как все знают из школьного курса физики, коэффициент полезного действия показывает отношение полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, которую получила система. То есть, согласно КПД, указанному в спецификации, конденсационный котел производит больше полезной энергии, чем тратит топлива, что странно. Тем не менее это можно объяснить.
Дело в том, что традиционно КПД котла считается по низшей теплоте сгорания, то есть по теплоте, которая выделяется при полном сгорании топлива без учета теплоты конденсации, так как обычно влага покидает котел в виде пара. Но в конденсационных котлах он также совершает полезную работу, передавая дополнительное тепло в систему, которое не учитывается при расчете КПД по низшей теплоте сгорания.
Поэтому к КПД, рассчитанному таким образом, следует прибавить 9-11%, получаемые за счет процесса конденсации.
Таким образом получается результат больше 100%.
Нарушая законы физики: котлы с КПД >100%
Почему конденсационные котлы набирают популярность и как они могут иметь КПД свыше 100%? Причина в более эффективном способе сжигания газового топлива, при котором происходит многоуровневая передача тепла к теплоносителю. Разберемся, как это работает.
Принцип действия конденсационного котла
В конденсационном котле используется не только тепло, вырабатывающееся при сжигании топлива, но и то, что в обычном оборудовании обычно выводится в атмосферу. Речь идет о латентной энергии водяного пара, который содержится в продуктах сгорания. За ее извлечение отвечает нержавеющий или алюминиевый теплообменник, благодаря которому:
- дымовые газы охлаждаются до температуры конденсации, отдавая теплоносителю максимум тепла;
- при достижении точки росы водяной пар, содержащийся в остывшем дыме, конденсируется.
Оба процесса сопровождаются выделением дополнительного тепла, которое передается теплоносителю. Количество высвобождаемой энергии достаточно, чтобы повысить эффективность системы отопления на 9–11%. Таким образом, КПД конденсационных котлов составляет около 110% (за 100% принимается количество теплоты, выделяемой при полном сгорании топлива).
Другие преимущества оборудования
В конденсационных котлах также используется ряд современных решений, которые дополнительно повышают эффективность оборудования.
- Литые кислотостойкие теплообменники из алюминиевого сплава и нержавеющей стали. В литых теплообменниках из нержавеющей стали отсутствуют сварные швы — самое слабое место подобных изделий, с которого начинается коррозионное разрушение металла. Такие теплообменники очень надежны и могут прослужить до 15 лет при условии регулярного техобслуживания оборудования.
- Инновационная автоматика для повышения удобства использования и погодозависимое управление. Оно чутко реагирует на изменения в окружающей среде. Эти устройства позволяют точно регулировать микроклимат в доме и программировать температурный график системы как на короткий промежуток (ночь/день), так и более продолжительное время (неделю/месяц).
- Модуляционная горелка, которая плавно изменяет мощность пламени в зависимости от фактического запроса на тепло. Это значительно снижает количество старт-стопов устройства и уменьшает расход газа.
Еще одно преимущество — мощность настенного конденсационного котла может достигать 100 киловатт против 35 кВт для традиционных моделей.
Такие котлы обеспечивают умеренный расход топлива. И потому они востребованы в Европе, где цена на энергоресурсы непомерно высока, и в России, где многие дома негазифицированы, и люди часто используют недешевый сжиженный газ в баллонах. Конденсационный котел достаточно быстро окупается (
3–5 лет) за счет технических характеристик, экономии на топливе и разумном потреблении энергоресурсов. Такой срок актуален для котлов, которые работают на сжиженном газе. Магистральный газ увеличивает срок окупаемости.
Применение конденсационных котлов
Такие котлы предпочтительнее использовать в низкотемпературных системах отопления. Специфика их работы требует, чтобы температура воды, возвращающейся из радиаторов в установку, не превышала 40 °С. В противном случае процесс конденсации не начнется.
По площади отопления это оборудование практически не ограничено, оно отлично справляется с обогревом как небольших домов, так и крупных объектов. Например, новое поколение настенных конденсационных котлов Logamax Plus GB172i от бренда Buderus и модель Condens 7000i W от Bosch способны обеспечить теплом здания до 420 м².
Может ли быть КПД больше 100%? Конденсационный котёл именно такой!
Для справки. Конденсационное оборудование, в отличие от конвекционного, способно использовать тепло, образующееся в процессе сгорания природного газа, для нагрева теплоносителя. Благодаря этому его энергоэффективность на порядок выше, чем у классических настенных разновидностей, в которых горячие газы просто вылетают в трубу.
Конструкционные особенности
Промышленная индустрия предлагает потребителю конденсационное оборудование в большом многообразии компоновок и конфигураций, но каждый агрегат включает ряд ключевых узлов и деталей:
- камера сгорания — в неё интегрирована горелка;
- система подачи газа — выполняет одноимённую функцию;
- вентилятор, нагнетающий воздух — совмещён с газовым клапаном;
- камера доохлаждения парогазовой смеси — в ней она охлаждается до температуры в 56-57°C (точка росы);
- теплообменник — в некоторых моделях их два: первый имеет стандартное назначение, второй отбирает остатки тепла у сгоревших газов;
- резервуар для сбора конденсата — собирает воду, образующуюся в результате охлаждения отходящих газов ниже точки росы;
- дымоход — может оснащаться турбиной, предназначен для отведения холодных дымовых газов;
- насос — обеспечивает циркуляцию воды в системе.
Производители могут включать в конструкцию устройства защиты, электронные блокировки и ряд других дополнений, делающих работу котла не только эффективной, но и безопасной, но они интегрируются в систему опционально.
Принцип действия
Почти такой же, как у конвекционного газотопливного теплогенератора. Разница обусловлена доохлаждением парогазовой смеси. Осуществляется при помощи второго теплообменника или в газовоздушном тракте. Большая часть тепла от сжигаемых газов передаётся теплоносителю, что увеличивает коэффициент полезного действия котла в среднем на 10-15 %.
Конвекционное отопительное оборудование теряет тепловую энергию дымовых газов, выбрасывая их в атмосферу.
Конденсационные модели способны передавать эту энергию теплоносителю, обеспечивая дополнительный нагрев.
Назначение
 |
